Các thành tạo granitoit phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn khối Sa Thầy có thành phần thạch học chủ yếu là diorit hocblend-biotit, granodiorit biotit hạt mịn và granodiorit biotit hạt vừa. Hàm lượng SiO2 dao động từ 59,84 % đến 74,71 %, Na2O + K2O: 4,71-7,99 %, tỷ số K2O/Na2O > 1, chỉ số ASI > 1. Hàm lượng các nguyên tố vết Sr, Zr và Nb thấp nhưng Rb lại rất cao (453,5 ppm). Các nguyên tố đất hiếm nặng (Gd, Tb, Ho, Tm, Lu..) có giá trị thấp.
Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu “Khoa học Trái đất Môi trường” DOI: 10.15625/vap.2019.00078 THẠCH LUẬN CÁC ĐÁ GRANITOID PHỨC HỆ BẾN GIẰNG - QUẾ SƠN, KHỐI SA THẦY, TỈNH KON TUM Hoàng Hoa Thám1*, Trần Trọng Hòa2, Nguyễn Văn Canh1, Lê Hải Nghĩa1, Nguyễn Thị Thủy1 Khoa Địa lý - Địa chất, trường Đại học Khoa học, Đại học Huế, *Email: thamdc77@gmail.com Viện Địa chất, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam TÓM TẮT Các thành tạo granitoit phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn khối Sa Thầy có thành phần thạch học chủ yếu diorit hocblend-biotit, granodiorit biotit hạt mịn granodiorit biotit hạt vừa Hàm lượng SiO2 dao động từ 59,84 % đến 74,71 %, Na2O + K2O: 4,71-7,99 %, tỷ số K2O/Na2O > 1, số ASI > Hàm lượng nguyên tố vết Sr, Zr Nb thấp Rb lại cao (453,5 ppm) Các nguyên tố đất nặng (Gd, Tb, Ho, Tm, Lu ) có giá trị thấp Tỷ số địa hóa đồng vị 87Sr/86Sr có giá trị > 0,710 phản ánh nguồn manti nguyên thủy bị hỗn nhiễm vật liệu vỏ, đá granitoit khu vực nghiên cứu thuộc vào bối cảnh kiến tạo cung núi lửa (VAG) đồng va chạm Từ khóa: Granitoit, Sa Thầy, Thạch luận ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÁC ĐÁ GRANITOIT PHỨC HỆ BẾN GIẰNG - QUẾ SƠN Phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn gồm thể xâm nhập phân bố Kon Tum phía nam Bắc Trung Bộ [2] Ở khu vực Sa Thầy, thành tạo xuất lộ với thể nhỏ thuộc khối Sa Thầy, với tổng diện lộ khoảng km2 (Hình 1) [1], gồm đá granodiorit, granodiorit biotit hocblend, diorit thạch anh, granodiorit dạng porphyr, granit biotit hocblend hạt vừa (pha 2, GDi/PZ3bg2) plagiogranit, granit biotit, granosyenit, granodiorit, diorit thạch anh (pha 3, G/PZ3bg3) [1, 2] Hình Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu (biên tập theo [1]) Gb/NP-ɛ1kđ: Hệ tầng Khâm Đức, GDi/PZbg: Phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn, sG/T2vc: Phức hệ Vân Canh (b) (a) MẪU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Tài liệu mẫu Quá trình khảo sát thực địa đá granitoit phức nhệ Bến Giằng - Quế Sơn khu vực Sa Thầy thu thập 03 mẫu hai khối, gồm: granodiorit biotit (TN18.21/5), granodiorit biotit (TN18.17/2) diorit hocblend - biotit (TN.18.19) (Hình 1, 2) 15 Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2019 Hình Ảnh mẫu đá granitoit Bến Giằng Quế Sơn khối Sa Thầy: a) Đá granodiorit biotit (TN18.21/5); b) Đá granodiorit-biotit (TN.18.17/2); c) Đá diorit hocblendbiotit (TN18.19) 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu Thành phần thạch học phân tích phịng thí nghiệm Quang tinh, Trường Đại học Khoa học Huế Hàm lượng nguyên tố phân tích phương pháp huỳnh quang tia X, nguyên tố nguyên tố hiếm, nguyên tố vết đất phân tích phương pháp ICP-MS Viện Địa chất, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam phương pháp ICP-FUS Canada Các tỷ lệ đồng vị Sr - Nd phân tích Cục Địa chất Nhật Bản KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đặc điểm thạch học - khoáng vật Các đá granitoit khối Sa Thầy chủ yếu gồm diorit hocblend-biotit, granodiorit biotit granodiorit biotit - hocblend.Granodiorit biotit hạt mịn đến vừa: Đá sáng màu, kiến trúc nửa tự hình, cấu tạo khối, thành phần khoáng vật gồm plagiocla, orthocla, biotit, thạch anh , khoáng vật phụ gồm sphen, khoáng vật thứ sinh gồm vi vảy xerixit, clorit, kaolinit (Hình 3a); Granodioritbiotit hạt vừa đến thô: Đá sáng màu, kiến trúc nửa tự hình, cấu tạo khối, thành phần khống vật gồm orthocla, plagiocla, thạch anh, biotit , khoáng vật phụ gồm sphen quặng, khoáng vật thứ sinh chủ yếu clorit, kaolinit vi vảy xerixit (Hình 3b); Diorit hocblend-biotithạt vừa đến thô: Đá sáng màu, kiến trúc nửa tự hình, cấu tạo khối, khống vật chủ yếu gồm plagiocla, orthocla, thạch anh, hocblend, biotit , khoáng vật phụ gồm quặng, zircon sphen, khống vật thứ sinh gồm xerixit, clorit, kaolinit (Hình 3c) Kýhiệu: Q- thạch anh, Pl- Plagiocla, Ort- orthocla, Bt- biotit, Hbl- hocblend, Sp- sphen, Xe- xerixit Hình Ảnh lát mỏng thạch học (Nicol +, x 40): a) Đá granodiorit biotit (TN18.21/5); b) Đá granodiorit biotit (TN.18.17/2); c) Đá diorit hocblendbiotit (TN18.19) 3.2 Đặc điểm nguyên tố Kết phân tích thành phần hóa học ngun tố đá khu vực nghiên cứu 02 mẫu granitoit Bến Giằng - Quế Sơn khối Sa Thầy Trần Trọng Hòa (2007) [3]: (V93455 V93459) thể bảng Từ kết phân tích hàm lượng nguyên tố đá khu vực nghiên cứu cho thấy hàm lượng SiO2 cao, khoảng dao động lớn, từ 59,84 % đến 74,71 % Hàm lượng K2O: 1,79-4,59 %, 16 Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu “Khoa học Trái đất Môi trường” Na2O: 2,92-3,40 % Hàm lượng Al2O3 trung bình đến cao từ 13,81 % đến 17,26 %, số bão hịa nhơm ASI tất mẫu lớn dao động khoảng hẹp chứng tỏ chúng thuộc granitoit kiểu I-S Trên biêu đồ Cox nnk (1979) [4], đá phân bố trường kiềm (trừ mẫu V93455 thuộc nhóm kiềm) (Hình 4) Bảng 1: Thành phần nguyên tố đá granitoit Bến Giằng - Quế Sơn, khối Sa Thầy (%) KHM TN18,21/5 TN18,17/2 TN18,19 V93455 V93459 SiO2 71,42 74,71 59,84 63,41 65,49 Al2O3 14,65 13,81 17,26 17, 15,5 TFe2O3 2,18 1,47 6,78 3,33 4,59 TiO2 0,371 0,249 0,894 0,61 0,69 CaO 1,83 1,30 6,39 1,86 3,09 MgO 0,67 0,37 3,15 0,91 1,88 K2O 4,59 4,59 1,79 5,16 3,88 Na2O 3,4 3,19 2,92 4,31 3,38 MnO 0,045 0,032 0,114 0,05 0,06 P2O5 0,13 0,08 0,26 0,13 0,21 MKN 0,77 0,48 1,32 1,09 16 Na2O + K2O TN18.21/5 12 TN18.17/2 TN18.19 V93455 V93459 30 40 50 60 70 80 SiO2 TN18.21/5 16 TN18.17/2 TN18.19 V93455 V93459 Hình Biểu đồ (Na2O+K2O) - SiO2 cho đá granitoit Bến Giằng - Quế Sơn, khối Sa Thầy 12 3.3 Đặc điểm nguyên tố vết đất Thành phần hóa học nguyên tố vết đất đá granitoit phức hệ Bến Giằng Quế Sơn khối Sa Thầy thể bảng Hàm lượng nguyên tố đất mẫu dao0 30động 40lớn (165,7-254,9 ppm,80tỷ lệ La/Lu 50 60 70 thay đổi từ 61.5 đến 331.0 Trên biểu đồ phân bố đất hiếm, từ La đến Sm đồ hình dốc, nhóm đất nặng từ Er đến Lu tương đồng đồ hình gần nằm ngang (Hình 5a) Biểu đồ nguyên tố vết đá biểu diễn xu hướng tương đồng với dị thường dương Zr, U, Th Hf Trong số nguyên tố trường lực mạnh, hàm lượng Ta, Nb Ti thấp nên có dị thường âm rõ ràng Tỉ lệ Sr/Rb Sm/Nd dao động từ 0.80 đến 5.78 từ 0.15 đến 0.23, tỉ lệ thuận với hàm lượng silicat Hàm lượng Eu dao động khoảng 0.69-2.7 ppm, mẫu cho dị thường âm Eu.Các nguyên tố ion bán kính lớn Cs, Ba, Rb, Sr có dị thường dương (Hình 5b).Những đặc điểm phù hợp với magma thành tạo bối cảnh cung núi lửa đồng va chạm Biểu đồ phân biệt granit theo bối cảnh kiến tạo Pearce nnk (1984) [6] cho thấy đá granitoit Sa Thầy thuộc trường bối cảnh kiến tạo đồng va chạm (sys-COLG) chủ yếu, cung núi lửa (VAG) (Hình 6) 3.4 Đặc điểm đồng vị Phân tích địa hóa đồng vị cho mẫu TN18.21/5 TN18.19 cho giá trị đồng vị 87Sr/86Sr = 0,715772 – 0,717211, tỷ lệ đồng vị 143Nd/144Nd = 0,512097- 0,512105, giá trị eNd mẫu có giá trị âm (-) Tỷ lệ đồng vị 87Sr/86Sr nguyên thủy > 0,710 tỷ lệ đồng vị 143Nd/144Nd lớn 0,510 chứng tỏ đá có nguồn gốc manti bị hỗn nhiễm vật liệu vỏ 17 Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2019 Bảng 2: Thành phần nguyên tố vết đất đá granitoit Bến Giằng - Quế Sơn, khối Sa Thầy (ppm) KHM TN18.21/5 TN18.17/2 TN18.19 V93455 V93459 KHM TN18.21/5 TN18.17/2 TN18.19 V93455 V93459 Sr 432 230 549 342 456 TiO2 0,37 0,25 0,89 0,61 0,69 K2O 4,6 4,6 1,8 5,2 3,9 Tb 0,50 0,40 1,8 1,0 0,54 Rb 234 288 95,0 113 135 Dy 2,3 2,4 10,7 - - Th 29,0 37,0 6,6 12,3 24,0 Ho 0,40 0,40 2,0 1,2 0,67 Ta 0,70 1,3 0,60 1,6 1,4 Er 1,3 1,4 5,2 3,6 1,8 Nb 11,0 15,0 11,0 34,0 19 Y 12,0 13,0 55,0 29,0 15,0 La 69,5 59,5 44,9 32,0 43 Tm 0,19 0,20 0,72 0,59 0,27 Ce 119 99,2 64,1 66,0 78 Yb 1,3 1,6 4,2 3,7 1,6 Pr 11,9 9,47 10,5 9,0 9,8 Lu 0,21 0,27 0,61 0,52 0,27 Nd 37,8 30,0 43,0 34,0 19,0 U 13,1 3,4 8,1 9,7 Zr 164 124 296 366 189 Mo 1,6 3,0 1,3 - - Sm 5,8 4,7 9,8 6,7 5,1 Cs 2,17 1,8 2,24 - - Hf 5,4 4,5 7,6 11,2 4,9 ΣREE 254,9 213,3 209,7 165,7 178,4 Eu 1,1 0,69 2,7 1,5 1,1 La/Lu 331,0 220,4 73,6 61,5 159,3 Gd 3,6 3,1 9,5 6,9 4,2 Sr/Rb 1,85 0,80 5,78 3,03 3,38 Sm/Nd 0,15 0,16 0,23 0,20 0,16 1000.00 V93455 V93459 100 10 (a) 100.00 10.00 1.00 0.10 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu (b) Sr K Rb Th Ta Nb La Ce Pr Nd Zr Sm Hf Eu Gd Ti Tb Dy Ho Er Y Tm Yb Lu U Mo Cs TN18.21/5 TN18.19 TN18.17/2 Sample/Primamy mantle Sample/Chondrite 1000 Hình Biểu đồ phân bố đất (a) nguyên tố vết (b) đá granitoit phức hệ Bến Giằng Quế Sơn, khối Sa Thầy Chondrit manti nguyên thủy tham khảo theo [5] 1000 100.0 syn-COLG WPG VAG+ syn-COLG 10 10.0 WPG syn-COLG 1.0 Rb (ppm) 100 1000 TN18.17/2 V93455 Ta (ppm) Nb (ppm) TN18.21/5 TN18.19 V93459 WPG VAG 10 ORG ORG 100 ORG VAG 1 10 Y (ppm) 100 1000 0.1 0.1 1.0 10.0 Yb (ppm) 100.0 10 100 1000 Yb+Ta (ppm) Hình Phân chia bối cảnh kiến tạo theo mối tương quan Nb-Y, Ta-Yb, Rb-(Yb+Ta) cho đá granitoit phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn, khối Sa Thầy 18 Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu “Khoa học Trái đất Môi trường” KẾT LUẬN Trên sở nghiên cứu đặc điểm thạch học, khống vật, địa hóa, đồng vị đá granitoit phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn khối Sa Thầy rút số kết luận sau: (1) Ở khu vực Sa Thầy thành tạo granitoit xuất lộ thể nhỏ, thuộc nhóm đá kiềm; (2) Các đặc điểm đặc trưng nguyên tố vết, đất cho thấy đá granitoit khối Sa Thầy gần tương đồng nhau, chứng tỏ chúng bắt nguồn từ kiểu dung thể magma, thuộc loại magma kiểu trung gian I-S hình thành bối cảnh đồng va chạm cung núi lửa; (3) Tỉ lệ đồng vị Sr Nd đá biểu nguồn manti ban đầu bị hỗn nhiễm vật liệu vỏ Lời cảm ơn Bài báo hỗ trợ từ đề tài thuộc Quỹ NAFOSTED, mã số 105.01-2015.32 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Thân Đức Duyện (chủ biên), 2006 Bản đồ địa chất Khống sản nhóm tờ Kon Tum, tỷ lệ 1/50.000, tờ Sa Thầy Cục Địa chất Khống sản Việt Nam [2] Đào Đình Thục, Huỳnh Trung (đồng chủ biên), 1995 Địa chất Việt Nam, Tập II Các thành tạo magma Tổng cục Mỏ Địa chất xuất bản, Hà Nội [3] Trần Trọng Hòa (chủ biên), 2005 Nghiên cứu điều kiện hình thành quy luật phân bố khoáng sản quý liên quan đến hoạt động magma khu vực miền Trung Tây Nguyên Báo cáo tổng kết Đề tài cấp Nhà nước ĐTĐL - 2003/07 (2003 - 2005) Phần II Lưu trữ Viện Địa chất, Hà Nội [4] Cox K G., Bell J D and Pankhurst R J., 1979.The interpretation of igneous rocks Allen and Unwind, London pp 450 [5] McDonough W.F and Sun S.S., 1995 The composition of the earth Chem.Geol., 120: 223-253 [6] Pearce J.A., Harris N.B.W and Tindle A.G., 1984 Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks J Petrol., 25: 596-583 PETROLOGY OF THE BEN GIANG - QUE SON GRANITOIDS FROM SA THAY BLOCK, KON TUM PROVINCE Hoang Hoa Tham1*, Tran Trong Hoa2, Nguyen Van Canh1, Le Hai Nghia1, Nguyen Thi Thuy1 Hue University of Sciences, Hue University, 77 Nguyen Hue Street, Hue City, Vietnam Institute of Geological Sciences, Vietnam Academy of Science and Technology, Vietnam *Email: thamdc77@gmail.com ABSTRACT The Ben Giang - Que Sơn granitoids in the Sa Thay Block are mainly composed of hornblende-biotite diorite, fine-grained and medium biotite granodiorites SiO2 contents range from 59.84 wt.% to 74.71 wt.%, Na2O+K2O contents are in range of 4.71-7.99 wt.%, K2O/Na2O ratios > 1, ASI > Concentrations of Sr, Zr and Nb are low, whislt concentrations of Rb are very high (453.5 ppm) Heavy rare earth elements (Gd, Tb, Ho, Tm, Lu ) have negative anomalies The 87 Sr/86Sr ratios are greater than 0.710 reflecting that the magma source had been contaminated by crustal materials, and the studied granites might mainly belong to syn-collision tectonic setting (syn-COLG), subordinate possibility is of the volcanic arc setting (VAG) Key words: Granitoid, Petrology, Sa Thay 19 ... (Na2O+K2O) - SiO2 cho đá granitoit Bến Giằng - Quế Sơn, khối Sa Thầy 12 3.3 Đặc điểm nguyên tố vết đất Thành phần hóa học nguyên tố vết đất đá granitoit phức hệ Bến Giằng Quế Sơn khối Sa Thầy thể... quan Nb-Y, Ta-Yb, Rb-(Yb+Ta) cho đá granitoit phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn, khối Sa Thầy 18 Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu “Khoa học Trái đất Môi trường” KẾT LUẬN Trên sở nghiên cứu đặc điểm thạch. .. địa hóa, đồng vị đá granitoit phức hệ Bến Giằng - Quế Sơn khối Sa Thầy rút số kết luận sau: (1) Ở khu vực Sa Thầy thành tạo granitoit xuất lộ thể nhỏ, thuộc nhóm đá kiềm; (2) Các đặc điểm đặc